JP6797166B2 - Plating bath and method - Google Patents

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Description

本発明は概して電解金属めっきの分野に関する。特に本発明は電解銅めっきの分野に関する。 The present invention generally relates to the field of electrolytic metal plating. In particular, the present invention relates to the field of electrolytic copper plating.

物品を金属コーティングで電気めっきする方法は概してめっき液中の2つの電極間に電流を通過させることを伴い、その電極の一方がめっきされるべき物品である。典型的な酸銅めっき液は溶解した銅(通常、硫酸銅)、浴に導電性をもたらすのに充分な量の酸電解質、例えば、硫酸、並びにめっきの均一性および金属堆積物の品質を向上させる有標の添加剤を含む。このような添加剤には促進剤、平滑化剤および抑制剤などが挙げられる。 The method of electroplating an article with a metal coating generally involves passing an electric current between two electrodes in the plating solution, one of which is the article to be plated. A typical copper acid plating solution improves dissolved copper (usually copper sulphate), an amount of acid electrolyte sufficient to provide conductivity to the bath, such as sulfuric acid, as well as plating uniformity and quality of metal deposits. Contains labeled additives to cause. Examples of such additives include accelerators, smoothing agents and inhibitors.

装飾、腐蝕抑制コーティングなどの様々な産業用途において、並びにエレクトロニクス産業において、特に、プリント回路板および半導体の製造のために、電解銅めっき液が使用される。回路板製造のためには、銅はプリント回路板の表面の選択された部分上に、ブラインドバイア内に、および回路板ベース材料の表面間を貫通するスルーホールの壁上に電気めっきされる。スルーホールの壁は、銅がスルーホールの壁上に電気めっきされる前に、例えば、無電解金属堆積によって最初に導電性にされる。めっきされたスルーホールは板の一方の表面から他方の表面への導電径路を提供する。半導体製造については、様々なフィーチャ、例えば、バイア、溝、またはこれらの組み合わせを含むウェハの表面上に銅が電気めっきされる。バイアおよび溝は金属化されて、半導体デバイスの様々な層間の導電性を提供する。 Electrolytic copper plating solutions are used in various industrial applications such as decorative and anti-corrosion coatings, and in the electronics industry, especially for the production of printed circuit boards and semiconductors. For circuit board manufacturing, copper is electroplated on selected parts of the surface of the printed circuit board, in the blinds, and on the walls of through holes that penetrate between the surfaces of the circuit board base material. The walls of the through holes are first made conductive, for example by electroless metal deposition, before copper is electroplated onto the walls of the through holes. The plated through holes provide a conductive path from one surface of the plate to the other. For semiconductor manufacturing, copper is electroplated on the surface of a wafer that contains various features, such as vias, grooves, or a combination thereof. Vias and grooves are metallized to provide conductivity between the various layers of the semiconductor device.

プリント回路板(PCB)の電気めっきにおけるようなめっきの特定の領域において、基体表面上への均一な金属堆積物を達成するのに電気めっき浴中の促進剤および/または平滑化剤の使用が重要である場合があることがよく知られている。不規則な形状を有する基体をめっきすることは特別な困難をもたらしうる。電気めっき中の電圧降下変動は典型的には不規則な表面に沿って存在するであろうし、このことは結果的に不均一な金属堆積物をもたらしうる。不規則なものをめっきすることは電圧降下変動が比較的過度である場合に、すなわち、表面の不規則性が実質的である場合に悪化する。その結果、そのような表面の不規則なものの上に、オーバープレーティングと称される厚い金属堆積物が観察される。その結果、実質的に均一な厚みの金属層は多くの場合、電子デバイスの製造において困難な工程である。電子デバイスにおいて実質的に均一もしくは平滑な銅層を提供するために、銅めっき浴において平滑化剤が多くの場合使用される。 The use of accelerators and / or smoothing agents in electroplating baths to achieve uniform metal deposits on the surface of the substrate in certain areas of plating, such as in electroplating of printed circuit boards (PCBs). It is well known that it can be important. Plating a substrate with an irregular shape can pose special difficulties. Voltage drop fluctuations during electroplating will typically be along an irregular surface, which can result in non-uniform metal deposits. Plating irregularities is exacerbated when voltage drop fluctuations are relatively excessive, i.e., where surface irregularities are substantial. As a result, thick metal deposits called overplating are observed on such surface irregularities. As a result, a metal layer of substantially uniform thickness is often a difficult process in the manufacture of electronic devices. Smoothing agents are often used in copper plating baths to provide a substantially uniform or smooth copper layer in electronic devices.

電子デバイスの増大した機能性と一緒にされた携帯性の傾向はPCBの小型化を推し進めてきた。スルーホール内部接続バイアを有する従来の多層PCBは常に実際的な解決策であるわけではない。ブラインドバイアを利用する逐次ビルトアップ技術のような、高密度内部接続のための別の試みが開発されてきた。ブラインドバイアを使用するプロセスにおける目的の1つは、基体表面にわたる銅堆積物の厚み変動を最小限にしつつビアフィリングを最大化することである。これは、PCBがスルーホールおよびブラインドバイアの双方を含む場合に特に困難である。 The trend of portability combined with the increased functionality of electronic devices has driven the miniaturization of PCBs. Traditional multilayer PCBs with through-hole internal connection vias are not always a practical solution. Other attempts have been developed for high-density internal connections, such as sequential build-up techniques that utilize blinds. One of the objectives of the process using the blinds is to maximize the via filling while minimizing the thickness variation of the copper deposits over the surface of the substrate. This is especially difficult if the PCB contains both through holes and blinds.

一般的に、銅めっき浴に使用される平滑化剤は基体表面にわたる堆積物の良好な平滑化をもたらすが、電気めっき浴の均一電着性を悪化させる傾向がある。均一電着性はホール中央の銅堆積物の厚みの、その表面における銅堆積物の厚みに対する比率として定義される。スルーホールおよびブラインドバイアの双方を含む新しいPCBが製造されている。現在の浴添加剤、特に現在の平滑化剤は、基体表面上に平滑な銅堆積物を提供せず、かつ効果的にスルーホールを充填せず、および/または効果的にブラインドバイアを充填しない。 Generally, the smoothing agent used in the copper plating bath provides good smoothing of deposits over the surface of the substrate, but tends to worsen the uniform electrodeposition of the electroplating bath. Uniform electrodeposition is defined as the ratio of the thickness of the copper deposit in the center of the hole to the thickness of the copper deposit on its surface. New PCBs are being manufactured, including both through-holes and blinds. Current bath additives, especially current smoothing agents, do not provide smooth copper deposits on the surface of the substrate and do not effectively fill through holes and / or effectively fill blinds. ..

例えば、米国特許第7,374,652号(ハヤシら)は、特定の非置換複素環式アミンとアルキレンオキシ結合を含むポリエポキシド化合物との反応生成物である平滑化剤を含む銅めっき浴から、銅を電気めっきすることにより平滑な銅堆積物を生じさせる方法を開示する。そのような平滑化剤を用いてさえ、基体表面上の平滑でノジュールを有しない銅堆積物、および充填されたスルーホールもしくはブラインドバイアが常に製造される訳ではない。 For example, US Pat. No. 7,374,652 (Hayashi et al.) From a copper plating bath containing a smoothing agent that is the reaction product of a particular unsubstituted heterocyclic amine to a polyepoxide compound containing an alkyleneoxy bond. Disclosed is a method of producing smooth copper deposits by electroplating copper. Even with such smoothing agents, smooth, nodule-free copper deposits on the surface of the substrate, and filled through-holes or blinds are not always produced.

米国特許第7,374,652号明細書U.S. Pat. No. 7,374,652

当該技術分野において、浴の均一電着性に有意な影響を及ぼさずに、すなわち、浴が効果的にブラインドバイアおよびスルーホールを充填しつつ、平滑な銅堆積物を提供する、PCBの製造に使用される銅電気めっき浴における使用のための平滑化剤についての必要性が存在している。 In the art, for the production of PCBs that provide smooth copper deposits without significantly affecting the uniform electrodeposition of the bath, i.e., while the bath effectively fills the blinds and through holes. There is a need for smoothing agents for use in the copper electroplating baths used.

本発明は、1種以上の窒素含有化合物と、式(I)もしくは(II):

Figure 0006797166

(式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;ZはAr、R12OArOR12、(R13O)Ar(OR13、Cy、R12CyR12もしくは(R13O)Cy(OR13;r=1〜4;Ar=(C−C18)アリール;Cy=(C−C12)シクロアルキル;各R12は(C−C)アルキルを表し;各R13は(C−C)アルキレンオキシを表し;各a=1〜10;並びに、Aは(C−C12)シクロアルキルを表す)
の1種以上のエポキシド含有化合物との反応生成物を提供する。
本発明は、銅イオン源、電解質および平滑化剤を含む銅電気めっき浴であって、平滑化剤が1種以上の窒素含有化合物と式(I)もしくは(II):
Figure 0006797166

(式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;ZはAr、R12OArOR12、(R13O)Ar(OR13、Cy、R12CyR12もしくは(R13O)Cy(OR13;r=1〜4;Ar=(C−C18)アリール;Cy=(C−C12)シクロアルキル;各R12は(C−C)アルキルを表し;各R13は(C−C)アルキレンオキシを表し;各a=1〜10;並びに、Aは(C−C12)シクロアルキルを表す)
の1種以上のエポキシド含有化合物との反応生成物である、銅電気めっき浴も提供する。
本発明は、銅イオン源、電解質および平滑化剤を含む銅電気めっき浴であって、平滑化剤が1種以上の窒素含有化合物と式(I)もしくは(II):
Figure 0006797166

(式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;ZはAr、R12OArOR12、(R13O)Ar(OR13、Cy、R12CyR12もしくは(R13O)Cy(OR13;r=1〜4;Ar=(C−C18)アリール;Cy=(C−C12)シクロアルキル;各R12は(C−C)アルキルを表し;各R13は(C−C)アルキレンオキシを表し;各a=1〜10;並びに、Aは(C−C12)シクロアルキルを表す)
の1種以上のエポキシド含有化合物との反応生成物である、銅電気めっき浴中の銅とめっきされる基体とを接触させ;並びに、基体上に銅層を堆積させるのに充分な時間にわたって電流密度を適用する:ことを含む、基体上に銅を堆積する方法をさらに提供する。 The present invention comprises one or more nitrogen-containing compounds and formula (I) or (II):
Figure 0006797166

(In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; Z is Ar, R 12 OArOR 12 , (R 13 O) a Ar (OR 13 ) a , Cy , R 12 CyR 12 or (R 13 O) a Cy (OR 13 ) a ; r = 1-4; Ar = (C 6- C 18 ) aryl; Cy = (C 5- C 12 ) cycloalkyl; each R 12 represents (C 1- C 8 ) alkyl; each R 13 represents (C 2- C 6 ) alkyleneoxy; each a = 1-10; and A represents (C 5- C 12 ) cycloalkyl. Represent)
Provided is a reaction product with one or more epoxide-containing compounds of.
The present invention is a copper electroplating bath containing a copper ion source, an electrolyte and a smoothing agent, wherein the smoothing agent is one or more nitrogen-containing compounds and formula (I) or (II):
Figure 0006797166

(In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; Z is Ar, R 12 OArOR 12 , (R 13 O) a Ar (OR 13 ) a , Cy , R 12 CyR 12 or (R 13 O) a Cy (OR 13 ) a ; r = 1-4; Ar = (C 6- C 18 ) aryl; Cy = (C 5- C 12 ) cycloalkyl; each R 12 represents (C 1- C 8 ) alkyl; each R 13 represents (C 2- C 6 ) alkyleneoxy; each a = 1-10; and A represents (C 5- C 12 ) cycloalkyl. Represent)
Also provided are copper electroplating baths, which are reaction products with one or more epoxide-containing compounds of.
The present invention is a copper electroplating bath containing a copper ion source, an electrolyte and a smoothing agent, wherein the smoothing agent is one or more nitrogen-containing compounds and formula (I) or (II):
Figure 0006797166

(In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; Z is Ar, R 12 OArOR 12 , (R 13 O) a Ar (OR 13 ) a , Cy , R 12 CyR 12 or (R 13 O) a Cy (OR 13 ) a ; r = 1-4; Ar = (C 6- C 18 ) aryl; Cy = (C 5- C 12 ) cycloalkyl; each R 12 represents (C 1- C 8 ) alkyl; each R 13 represents (C 2- C 6 ) alkyleneoxy; each a = 1-10; and A represents (C 5- C 12 ) cycloalkyl. Represent)
The copper in the copper electroplating bath, which is the reaction product of one or more epoxide-containing compounds of the above, is brought into contact with the substrate to be plated; and the current is long enough to deposit a copper layer on the substrate. Applying Density: Further provides a method of depositing copper on a substrate, including.

本発明はPCB基体にわたって、非常に小さなフィーチャを有する基体上でさえ、および様々なフィーチャサイズを有する基体上でさえ、実質的に平滑な表面を有する銅層を提供することが驚くべきことに見いだされた。本方法に従って堆積される銅層は、従来の平滑化剤を使用する電気めっき浴からの銅堆積物と比較して、ノジュールのような欠陥を有意に低減させた。さらに、本発明は、スルーホールおよびブラインドバイアホール内に銅を効果的に堆積させ、すなわち、本発明の銅めっき浴は良好な均一電着性を有する。 It has been surprisingly found that the present invention provides a copper layer with a substantially smooth surface across PCB substrates, even on substrates with very small features, and even on substrates with various feature sizes. Was done. The copper layer deposited according to this method significantly reduced nodule-like defects as compared to copper deposits from electroplating baths using conventional smoothing agents. Furthermore, the present invention effectively deposits copper in through holes and blind via holes, i.e., the copper plating bath of the present invention has good uniform electrodeposition.

本明細書を通じて使用される場合、文脈が明らかに他のことを示さない限りは、以下の略語は以下の意味を有するものとする:A=アンペア;A/dm=アンペア/平方デシメートル;℃=摂氏度;g=グラム;mg=ミリグラム;L=リットル;L/m=リットル/分;ppm=100万あたりの部;μm=ミクロン=マイクロメートル;mm=ミリメートル;cm=センチメートル;DI=脱イオン;および、mL=ミリリットル。他に示されない限りは、全ての量は重量パーセントであり、全ての比率はモル比である。全ての数値範囲は包括的であり、かつこのような数値範囲が合計で100%となることに制約されるのが明らかである場合を除いて任意に組み合わせ可能である。 As used throughout the specification, the following abbreviations shall have the following meanings, unless the context clearly indicates otherwise: A = ampere; A / dm 2 = ampere / square decimeter; ° C = degrees Celsius; g = grams; mg = milligrams; L = liters; L / m = liters / minute; ppm = parts per million; μm = microns = micrometers; mm = millimeters; cm = centimeters; DI = Deionization; and mL = milliliter. Unless otherwise indicated, all quantities are weight percent and all ratios are molar ratios. All numerical ranges are comprehensive and can be combined arbitrarily unless it is clear that such numerical ranges are constrained to be 100% in total.

本明細書を通じて使用される場合、「フィーチャ」とは基体上の形状をいう。「アパーチャ(aperture)」とはスルーホールおよびブラインドバイアをはじめとする窪んだフィーチャをいう。本明細書を通じて使用される場合、用語「めっき」とは金属電気めっきをいう。「堆積」および「めっき」は本明細書を通じて交換可能に使用される。「ハライド」とはフルオリド、クロリド、ブロミドおよびヨージドをいう。同様に、「ハロ」とは、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードをいう。用語「アルキル」は線状、分岐および環式アルキルを含む。「促進剤」とは、電気めっき浴のめっき速度を増大させる有機添加剤をいう。「抑制剤」とは、電気めっき中に金属のめっき速度を抑制する有機添加剤をいう。「平滑化剤」とは、実質的に平滑(または、平坦)な金属層を提供することができる有機化合物をいう。用語「レベラー」および「平滑化剤」は本明細書を通じて交換可能に使用される。用語「プリント回路板」および「プリント配線板」は、本明細書を通じて交換可能に使用される。 As used throughout this specification, "feature" refers to a shape on a substrate. "Aperture" refers to recessed features such as through holes and blinds. As used throughout this specification, the term "plating" refers to metal electroplating. "Deposition" and "plating" are used interchangeably throughout this specification. "Halide" refers to fluorides, chlorides, bromides and iodides. Similarly, "halo" refers to fluoro, chloro, bromo and iodine. The term "alkyl" includes linear, branched and cyclic alkyl. The "accelerator" refers to an organic additive that increases the plating rate of an electroplating bath. "Inhibitor" refers to an organic additive that suppresses the plating rate of metals during electroplating. "Smoothing agent" refers to an organic compound capable of providing a substantially smooth (or flat) metal layer. The terms "leveler" and "smoothing agent" are used interchangeably throughout this specification. The terms "printed circuit board" and "printed wiring board" are used interchangeably throughout this specification.

本発明のめっき浴および方法は、プリント回路板のような基体上に実質的に平滑なめっきされた銅層を提供するのに有用である。また、本発明は、基体におけるアパーチャを銅で充填するのに有用である。このような充填されたアパーチャは実質的に空隙を含まない。また、本発明からの銅堆積物はノジュールを実質的に含まず、すなわち、銅堆積物は15ノジュール以下/95cm表面積しか含まない。 The plating baths and methods of the present invention are useful for providing a substantially smooth plated copper layer on a substrate such as a printed circuit board. The present invention is also useful for filling the aperture in the substrate with copper. Such filled apertures are substantially free of voids. Also, the copper deposits from the present invention are substantially free of nodules, i.e. copper deposits contain no less than 15 nodules / 95 cm 2 surface area.

基体上に銅が電気めっきされうるあらゆる基体が本発明において有用である。このような基体には、これに限定されないが、プリント配線板、集積回路、半導体パッケージ、リードフレームおよび内部接続のような電子デバイスが挙げられる。基体がPCBまたは集積回路であるのが好ましい。ある実施形態においては、集積回路基体はデュアルダマシン製造プロセスに使用されるウェハである。このような基体は典型的には、様々なサイズを有する多数のフィーチャ、特にアパーチャを含む。PCBにおけるスルーホールは様々な直径、例えば、50μm〜150μmの直径を有することができる。このようなスルーホールは、35μm〜100μmのように深さが変化することができる。PCBは様々なサイズ、例えば、200μm以下、もしくはそれより大きいサイズを有するブラインドバイアを含むことができる。本発明は、様々なアスペクト比の、例えば、低アスペクト比バイアおよび高アスペクト比アパーチャのようなアパーチャを充填するのに特に好適である。「低アスペクト比」とは、0.1:1〜4:1のアスペクト比を意味する。用語「高アスペクト比」とは、4:1より大きいアスペクト比、例えば、10:1または20:1をいう。 Any substrate in which copper can be electroplated onto the substrate is useful in the present invention. Such substrates include, but are not limited to, electronic devices such as printed wiring boards, integrated circuits, semiconductor packages, leadframes and internal connections. The substrate is preferably a PCB or an integrated circuit. In certain embodiments, the integrated circuit substrate is a wafer used in the dual damascene manufacturing process. Such substrates typically include a large number of features of various sizes, especially apertures. Through-holes in PCBs can have various diameters, eg, 50 μm to 150 μm. The depth of such through holes can be changed to 35 μm to 100 μm. PCBs can include blinds with various sizes, eg, 200 μm or less, or larger. The present invention is particularly suitable for filling apertures of various aspect ratios, such as low aspect ratio vias and high aspect ratio apertures. "Low aspect ratio" means an aspect ratio of 0.1: 1 to 4: 1. The term "high aspect ratio" refers to an aspect ratio greater than 4: 1, such as 10: 1 or 20: 1.

本発明の銅めっき浴は銅イオン源、電解質および平滑化剤を含み、この平滑化剤が1種以上の窒素含有化合物と式(I)もしくは(II):

Figure 0006797166

(式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;ZはAr、R12OArOR12、(R13O)Ar(OR13、Cy、R12CyR12もしくは(R13O)Cy(OR13;r=1〜4;Ar=(C−C18)アリール;Cy=(C−C12)シクロアルキル;各R12は(C−C)アルキルを表し;各R13は(C−C)アルキレンオキシを表し;各a=1〜10;並びに、Aは(C−C12)シクロアルキルを表す)
の1種以上のエポキシド含有化合物との反応生成物である。銅めっき浴は、典型的には、ハライドイオン源、促進剤および抑制剤も含む。 The copper plating bath of the present invention contains a copper ion source, an electrolyte and a smoothing agent, and the smoothing agent is combined with one or more nitrogen-containing compounds according to the formula (I) or (II):
Figure 0006797166

(In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; Z is Ar, R 12 OArOR 12 , (R 13 O) a Ar (OR 13 ) a , Cy , R 12 CyR 12 or (R 13 O) a Cy (OR 13 ) a ; r = 1-4; Ar = (C 6- C 18 ) aryl; Cy = (C 5- C 12 ) cycloalkyl; each R 12 represents (C 1- C 8 ) alkyl; each R 13 represents (C 2- C 6 ) alkyleneoxy; each a = 1-10; and A represents (C 5- C 12 ) cycloalkyl. Represent)
It is a reaction product with one or more epoxide-containing compounds of. Copper plating baths typically also include a halide ion source, accelerators and inhibitors.

電解めっき浴中に少なくとも部分的に可溶性であるあらゆる銅イオン源が好適である。好ましくは、銅イオン源はめっき浴に可溶性である。好適な銅イオン源は銅塩であり、そして、限定されないが、硫酸銅;ハロゲン化銅、例えば、塩化銅;酢酸銅;硝酸銅;ホウフッ化銅;アルキルスルホン酸銅;アリールスルホン酸銅;スルファミン酸銅;およびグルコン酸銅が挙げられる。典型的なアルキルスルホン酸銅には、(C−C)アルキルスルホン酸銅、より好ましくは、(C−C)アルキルスルホン酸銅が挙げられる。好ましいアルキルスルホン酸銅はメタンスルホン酸銅、エタンスルホン酸銅およびプロパンスルホン酸銅である。典型的なアリールスルホン酸銅には、限定されないが、フェニルスルホン酸銅、フェノールスルホン酸銅、およびp−トルエンスルホン酸銅が挙げられる。硫酸銅およびメタンスルホン酸銅が好ましい。銅イオン源の混合物が使用されうる。銅イオン以外の金属イオンの塩の1種以上が本電気めっき浴に有利に添加されうることが当業者に理解されるであろう。このような他の金属イオン源の添加は銅合金の堆積に有用である。このような銅塩は概して市販されており、さらなる精製なしに使用されうる。 Any copper ion source that is at least partially soluble in the electroplating bath is suitable. Preferably, the copper ion source is soluble in the plating bath. Suitable copper ion sources are copper salts and, but are not limited to, copper sulfate; copper halides such as copper chloride; copper acetate; copper nitrate; copper borofluoride; copper alkylsulfonate; copper arylsulfonate; sulfamine. Copper acid; and copper gluconate. Typical copper alkyl sulfonates include (C 1- C 6 ) copper alkyl sulfonates, more preferably (C 1- C 3 ) copper alkyl sulfonates. Preferred copper alkyl sulfonates are copper methane sulfonate, copper ethane sulfonate and copper propane sulfonate. Typical copper aryl sulfonates include, but are not limited to, copper phenyl sulfonate, copper phenol sulfonate, and copper p-toluene sulfonate. Copper sulphate and copper methanesulfonate are preferred. A mixture of copper ion sources can be used. Those skilled in the art will appreciate that one or more salts of metal ions other than copper ions can be advantageously added to the present electroplating bath. The addition of such other metal ion sources is useful for the deposition of copper alloys. Such copper salts are generally commercially available and can be used without further purification.

銅塩は、基体上に銅を電気めっきするのに充分な銅イオン濃度を提供する量で本めっき浴に使用されうる。好ましくは、銅塩は、めっき液の10〜180g/Lの銅金属の量を提供するのに充分な量で存在する。銅−スズ、例えば、2重量%までのスズを有する銅のような合金は、本発明に従って有利にめっきされうる。他の好適な銅合金には、これに限定されないが、銅−銀、スズ−銅−銀、およびスズ−銅−ビスマスが挙げられる。このような混合物中の金属塩のそれぞれの量は、めっきされる具体的な合金に応じて決定され、そしてその量は当業者に周知である。 The copper salt can be used in the main plating bath in an amount that provides sufficient copper ion concentration to electroplat the copper on the substrate. Preferably, the copper salt is present in an amount sufficient to provide an amount of 10-180 g / L of copper metal in the plating solution. Alloys such as copper-tin, for example copper having up to 2% by weight tin, can be advantageously plated according to the present invention. Other suitable copper alloys include, but are not limited to, copper-silver, tin-copper-silver, and tin-copper-bismuth. Each amount of metal salt in such a mixture will be determined depending on the specific alloy to be plated, and the amount will be well known to those of skill in the art.

本発明に有用な電解質はアルカリ性または酸性でありうる。好適な酸性電解質には、これに限定されないが、硫酸、酢酸、フルオロホウ酸、アルカンスルホン酸、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸およびトリフルオロメタンスルホン酸、アリールスルホン酸、例えば、フェニルスルホン酸、フェノールスルホン酸およびトルエンスルホン酸、スルファミン酸、塩酸およびリン酸が挙げられる。酸の混合物が本金属めっき浴において有利に使用されうる。好ましい酸には、硫酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、およびこれらの混合物が挙げられる。酸は好ましくは、1〜300g/L、より好ましくは5〜250g/L、さらにより好ましくは10〜225g/Lの範囲の量で存在する。電解質は概して様々なソースから市販されており、さらなる精製なしに使用されうる。 Electrolytes useful in the present invention can be alkaline or acidic. Suitable acidic electrolytes include, but are not limited to, sulfuric acid, acetic acid, fluoroboric acid, alkane sulfonic acid, such as methane sulfonic acid, ethane sulfonic acid, propane sulfonic acid and trifluoromethane sulfonic acid, aryl sulfonic acid, such as phenyl. Included are sulfonic acids, phenol sulfonic acids and toluene sulfonic acids, sulfamic acid, hydrochloric acid and phosphoric acid. A mixture of acids can be advantageously used in the present metal plating bath. Preferred acids include sulfuric acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, and mixtures thereof. The acid is preferably present in an amount in the range of 1-300 g / L, more preferably 5-250 g / L, even more preferably 10-225 g / L. Electrolytes are generally commercially available from a variety of sources and can be used without further purification.

このような電解質は、場合によっては、ハライドイオン源を含むことができる。クロリドイオンが好ましいハライドイオンである。典型的なクロリドイオン源には、塩化銅および塩酸が挙げられる。本発明において広範囲のハライドイオン濃度が使用されうる。典型的には、ハライドイオン濃度は、めっき浴を基準にして0〜100ppm、好ましくは10〜100ppmの範囲である。ハライドイオンの好ましい量は20〜75ppmである。このようなハライドイオン源は概して市販されており、さらなる精製なしに使用されうる。 Such electrolytes can optionally include a halide ion source. Chloride ion is the preferred halide ion. Typical chloride ion sources include copper chloride and hydrochloric acid. A wide range of halide ion concentrations can be used in the present invention. Typically, the halide ion concentration is in the range of 0 to 100 ppm, preferably 10 to 100 ppm with respect to the plating bath. The preferred amount of halide ion is 20-75 ppm. Such halide ion sources are generally commercially available and can be used without further purification.

本めっき浴は典型的には促進剤を含む。(光沢剤とも称される)あらゆる促進剤が本発明における使用に好適である。このような促進剤は当業者に周知である。典型的な促進剤は1以上の硫黄原子を含み、かつ1000以下の分子量を有する。スルフィドおよび/またはスルホン酸基を有する促進剤化合物が一般的に好ましく、特に、式:R’−S−R−SOX(式中、Rは場合によって置換されたアルキル、場合によって置換されたヘテロアルキル、場合によって置換されたアリールまたは場合によって置換された複素環式基;Xは対イオン、例えば、ナトリウムもしくはカリウム;並びに、R’は水素もしくは化学結合である)のグループを含む化合物が好ましい。典型的には、アルキル基は(C−C16)アルキルおよび好ましくは(C−C12)アルキルである。ヘテロアルキル基は、典型的には、1以上のヘテロ原子、例えば、窒素、硫黄もしくは酸素をアルキル鎖内に有する。好適なアリール基には、これに限定されないが、フェニル、ベンジル、ビフェニルおよびナフチルが挙げられる。好適な複素環式基は、典型的には、1〜3個のヘテロ原子、例えば、窒素、硫黄もしくは酸素を含み、1〜3つの別々のもしくは縮合した環システムを含む。このような複素環式基は芳香族もしくは非芳香族であることができる。本発明における使用に好ましい具体的な促進剤には、これに限定されないが、N,N−ジメチル−ジチオカルバミン酸−(3−スルホプロピル)エステル;3−メルカプト−プロピルスルホン酸−(3−スルホプロピル)エステル;3−メルカプト−プロピルスルホン酸ナトリウム塩;3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸カリウム塩との炭酸−ジチオ−o−エチルエステル−s−エステル;ビス−スルホプロピルジスルフィド;3−(ベンゾチアゾリル−s−チオ)プロピルスルホン酸ナトリウム塩;ピリジニウムプロピルスルホベタイン;1−ナトリウム−3−メルカプトプロパン−1−スルホナート;N,N−ジメチル−ジチオカルバミン酸−(3−スルホエチル)エステル;3−メルカプト−エチルプロピルスルホン酸−(3−スルホエチル)エステル;3−メルカプト−エチルスルホン酸ナトリウム塩;3−メルカプト−1−エタンスルホン酸カリウム塩との炭酸−ジチオ−o−エチルエステル−s−エステル;ビス−スルホエチルジスルフィド;3−(ベンゾチアゾリル−s−チオ)エチルスルホン酸ナトリウム塩;ピリジニウムエチルスルホベタイン;および、1−ナトリウム−3−メルカプトエタン−1−スルホナートが挙げられる。 The plating bath typically contains an accelerator. Any accelerator (also referred to as a brightener) is suitable for use in the present invention. Such accelerators are well known to those of skill in the art. A typical accelerator contains one or more sulfur atoms and has a molecular weight of 1000 or less. Accelerator compounds that have sulfide and / or sulfonic acid groups are generally preferred, particularly, formula: R'-S-R-SO 3 X ( wherein, optionally substituted alkyl, an optionally substituted R is Compounds containing a group of heteroalkyl, optionally substituted aryl or optionally substituted heterocyclic groups; X is a counterion, eg, sodium or potassium; and R'is a hydrogen or chemical bond) are preferred. .. Typically, the alkyl group is (C 1- C 16 ) alkyl and preferably (C 3- C 12 ) alkyl. Heteroalkyl groups typically have one or more heteroatoms, such as nitrogen, sulfur or oxygen, in the alkyl chain. Suitable aryl groups include, but are not limited to, phenyl, benzyl, biphenyl and naphthyl. Suitable heterocyclic groups typically include 1 to 3 heteroatoms, such as nitrogen, sulfur or oxygen, and include 1 to 3 separate or fused ring systems. Such heterocyclic groups can be aromatic or non-aromatic. Specific accelerators preferred for use in the present invention include, but are not limited to, N, N-dimethyl-dithiocarbamic acid- (3-sulfopropyl) ester; 3-mercapto-propylsulfonic acid- (3-sulfopropyl). ) Estel; 3-mercapto-propyl sulfonic acid sodium salt; 3-mercapto-1-propanesulfonic acid potassium salt and carbonate-dithio-o-ethyl ester-s-ester; bis-sulfopropyl disulfide; 3- (benzothiazolyl-) s-thio) sodium propyl sulfonic acid salt; pyridinium propyl sulfobetaine; 1-sodium-3-mercaptopropan-1-sulfonate; N, N-dimethyl-dithiocarbamic acid- (3-sulfoethyl) ester; 3-mercapto-ethylpropyl Sulfonic acid- (3-sulfoethyl) ester; 3-mercapto-ethyl sulfonic acid sodium salt; 3-mercapto-1-ethanesulfonic acid potassium salt and carbonate-dithio-o-ethyl ester-s-ester; bis-sulfoethyl Disulfide; 3- (benzothiazolyl-s-thio) ethyl sulfonic acid sodium salt; pyridinium ethyl sulfobetaine; and 1-sodium-3-mercaptoethane-1-sulfonate.

このような促進剤は様々な量で使用されうる。一般的に、促進剤は、浴を基準にして少なくとも0.01mg/L、好ましくは少なくとも0.5mg/L、より好ましくは少なくとも1mg/Lの量で使用される。例えば、促進剤は0.1mg/L〜200mg/Lの量で存在する。促進剤の具体的な量は、高アスペクト比、スルーホール充填、およびバイア充填用途のような具体的な用途に応じて決定されるであろう。本発明において有用な促進剤の好ましい量は少なくとも0.5mg/L、より好ましくは少なくとも1mg/Lである。このような促進剤濃度の好ましい範囲は0.1〜10mg/Lである。 Such accelerators can be used in various amounts. Generally, the accelerator is used in an amount of at least 0.01 mg / L, preferably at least 0.5 mg / L, more preferably at least 1 mg / L relative to the bath. For example, the accelerator is present in an amount of 0.1 mg / L to 200 mg / L. The specific amount of accelerator will be determined according to the specific application such as high aspect ratio, through hole filling, and via filling applications. The preferred amount of accelerator useful in the present invention is at least 0.5 mg / L, more preferably at least 1 mg / L. The preferred range for such accelerator concentrations is 0.1-10 mg / L.

銅めっき速度を抑制することができる何らかの化合物が本電気めっき浴中の抑制剤として使用されうる。好適な抑制剤には、これに限定されないが、ポリマー物質、特に、ヘテロ原子置換を有するもの、より好ましくは酸素置換を有するものが挙げられる。典型的な抑制剤は高分子量ポリエーテル、例えば、式:R−O−(CXYCX’Y’O)R’(式中、RおよびR’は独立して、H、(C−C20)アルキル基および(C−C10)アリール基から選択され;X、Y、X’およびY’のそれぞれは独立して、水素、アルキル、例えば、メチル、エチルもしくはプロピル、アリール、例えば、フェニル、もしくはアルアルキル、例えば、ベンジルから選択され;nは3〜10,000の整数である)のものである。好ましくは、X、Y、X’およびY’の1以上は水素である。好ましい抑制剤には、市販のポリプロピレングリコールコポリマー、およびポリエチレングリコールコポリマー、例えば、エチレンオキシド−プロピレンオキシド(EO/PO)コポリマー、およびブチルアルコール−エチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマーが挙げられる。好適なブチルアルコール−エチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマーは、500〜10,000、好ましくは1000〜10,000の重量平均分子量を有するものである。このような抑制剤が使用される場合、抑制剤は典型的には、浴の重量を基準にして1〜10,000ppm、好ましくは5〜10,000ppmの範囲の量で存在する。 Any compound capable of suppressing the copper plating rate can be used as an inhibitor in the present electroplating bath. Suitable inhibitors include, but are not limited to, polymeric substances, particularly those with heteroatom substitutions, more preferably those with oxygen substitutions. Typical inhibitors high molecular weight polyether, for example, the formula: R-O- (CXYCX'Y'O) n R '( wherein, R and R' are independently, H, (C 2 -C 20 ) Alkyl group and (C 6- C 10 ) aryl group; each of X, Y, X'and Y'is independently hydrogen, alkyl, eg methyl, ethyl or propyl, aryl, eg phenyl. , Or alalkyl, eg, benzyl; n is an integer of 3 to 10,000). Preferably, one or more of X, Y, X'and Y'is hydrogen. Preferred inhibitors include commercially available polypropylene glycol copolymers and polyethylene glycol copolymers such as ethylene oxide-propylene oxide (EO / PO) copolymers and butyl alcohol-ethylene oxide-propylene oxide copolymers. Suitable butyl alcohol-ethylene oxide-propylene oxide copolymers have a weight average molecular weight of 500 to 10,000, preferably 1000 to 10,000. When such inhibitors are used, the inhibitors are typically present in an amount in the range of 1 to 10,000 ppm, preferably 5 to 10,000 ppm based on the weight of the bath.

本発明の反応生成物は、式(I)もしくは(II)のエポキシド含有化合物と反応させられた少なくとも1種の窒素含有化合物を含む。このような窒素含有化合物は非環式もしくは環式であることができる。好ましくは、窒素含有化合物は環式である。より好ましくは、窒素はこのような環式基内に含まれ、すなわち、窒素含有化合物より好ましくは窒素含有複素環式化合物である。好適な窒素含有化合物には、これに限定されないが、アミン類、アミド類、尿素類、グアニド類、ウラシル類、チオウラシル類、ピロリジン類、イミダゾール類、トリアゾール類、テトラゾール類、ベンゾイミダゾール類、ベンゾトリアゾール類、ピペリジン類、モルホリン類、ピペラジン類、ピリジン類、オキサゾール類、ベンゾオキサゾール類、ピリミジン類、キノリン類およびイソキノリン類が挙げられる。このような窒素含有化合物は1より多い窒素原子を含むことができる。 The reaction product of the present invention comprises at least one nitrogen-containing compound reacted with the epoxide-containing compound of formula (I) or (II). Such nitrogen-containing compounds can be acyclic or cyclic. Preferably, the nitrogen-containing compound is cyclic. More preferably, nitrogen is contained within such a cyclic group, i.e., a nitrogen-containing heterocyclic compound is more preferred than a nitrogen-containing compound. Suitable nitrogen-containing compounds include, but are not limited to, amines, amides, ureas, guanides, uracils, thiouracils, pyrrolidines, imidazoles, triazoles, tetrasols, benzimidazoles, benzotriazoles. , Piperidines, morpholins, piperazins, pyridines, oxazoles, benzoxazoles, pyrimidines, quinolines and isoquinolins. Such nitrogen-containing compounds can contain more than one nitrogen atom.

本発明において使用するのに好適なアミンには、第一級、第二級および第三級アミンが挙げられる。好ましくはアミン化合物は第二級アミンもしくは第三級アミンである。このようなアミンはモノアミン、ジアミン、トリアミンなどであることができる。モノアミンおよびジアミンが好ましい。好適なアミンは非環式もしくは環式アミンでありうる。典型的な非環式アミンは、式:RN(式中、RおよびRは独立して、H、(C−C)アルキル、アリール(C−C)アルキル、(C−C)アルキルNR、およびアリールから選択され;Rは(C−C)アルキル、アリール(C−C)アルキル、およびアリールから選択され;並びに、RおよびRは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択される)のものである。アリール基は1以上の置換基、例えば、ハロ、(C−C)アルキル、(C−C)アルコキシ、およびヒドロキシで置換されても良い。本平滑化剤を製造するのに有用な好適な非環式アミン化合物には、限定されないが、ジ(C−C)アルキルアミン、トリ(C−C)アルキルアミン、アルキレンジアミン、アルキル化アルキレンジアミン、アリール(C−C)アルキルアミン、アリールジ(C−C)アルキルアミン、およびジアリールアミンが挙げられる。このような非環式アミンには、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリプロピルアミン、エチレンジアミン、N,N,N’N’−テトラメチルエチレンジアミン、プロピレンジアミン、シクロペンチルアミン、シクロペンチルメチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、シクロヘキシルビス(メチルアミン)、アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ベンジルアミンおよびジベンジルアミンが挙げられる。 Suitable amines for use in the present invention include primary, secondary and tertiary amines. Preferably the amine compound is a secondary amine or a tertiary amine. Such amines can be monoamines, diamines, triamines and the like. Monoamines and diamines are preferred. Suitable amines can be acyclic or cyclic amines. Typical acyclic amines are of the formula: R 1 R 2 R 3 N (in the formula, R 1 and R 2 are independently H, (C 1- C 6 ) alkyl, aryl (C 1- C 6). ) Alkyl, (C 1- C 6 ) alkyl NR 4 R 5 and aryl; R 3 is selected from (C 1- C 6 ) alkyl, aryl (C 1- C 6 ) alkyl, and aryl; Also, R 4 and R 5 are independently selected from H and (C 1- C 6 ) alkyl). Aryl groups may be substituted with one or more substituents such as halo, (C 1- C 4 ) alkyl, (C 1- C 4 ) alkoxy, and hydroxy. Suitable acyclic amine compounds useful for producing the present smoothing agent include, but are not limited to, di (C 1- C 6 ) alkyl amines, tri (C 1- C 6 ) alkyl amines, alkylene diamines, etc. Alkylated alkylenediamines, aryl (C 1- C 6 ) alkyl amines, aryl di (C 1- C 6 ) alkyl amines, and diaryl amines can be mentioned. Such acyclic amines include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, tripropylamine, ethylenediamine, N, N, N'N'-tetramethylethylenediamine, propylenediamine, cyclopentylamine, cyclopentylmethylamine, cyclohexylamine. , Cyclohexylmethylamine, cyclohexylbis (methylamine), aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, diphenylamine, benzylamine and dibenzylamine.

本反応生成物を製造するために好適な環式窒素含有化合物が使用されうる。環式アミン化合物の典型的な種類には、これに限定されないが、ピロリジン類、イミダゾール類、トリアゾール類、テトラゾール類、ベンゾイミダゾール類、ベンゾトリアゾール類、ピペリジン類、モルホリン類、ピペラジン類、ピリジン類、オキサゾール類、ベンゾオキサゾール類、ピリミジン類、キノリン類およびイソキノリン類が挙げられる。それぞれの種類の環式アミン化合物は非置換の環式アミン並びに置換された環式アミンを包含することが当業者に理解されるであろう。例示として、イミダゾール類の種類はイミダゾール自体、および様々な置換イミダゾールを含む。置換された環式アミンとは、1以上の水素原子が、ハロ、シアノ、(C−C)アルキル、ヒドロキシ(C−C)アルキル、アリールおよびアリール(C−C)アルキルのような1以上の置換基で置き換えられていることを意味する。このアリール基は置換されていてもよく、非置換であっても良い。典型的な置換基には、これに限定されないが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジルおよびフェネチルが挙げられる。好ましい種類の環式アミン化合物には、イミダゾール類およびピリジン類が挙げられる。好ましい環式アミン化合物には、イミダゾール;4−メチルイミダゾール;4−フェニルイミダゾール;5−フェニルイミダゾール;4,5−ジメチルイミダゾール;2−フェニルイミダゾール;2−メチルイミダゾール;2−ブチル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール;4,5−ジシアノイミダゾール;2−エチルイミダゾール;4−エチルイミダゾール;2−イソプロピルイミダゾール;4−ヒドロキシメチルイミダゾール;4−ヒドロキシエチルイミダゾール;4,5−ジクロロイミダゾール;2−(ナフチルメチル)イミダゾール;2−エチル−4−メチルイミダゾール;ベンズイミダゾール;2−ヒドロキシベンズイミダゾール;2−メチルベンズイミダゾール;ピリジン;2,6−ピリジンジメタノール;3−ピリジンプロパノール;2−メチルピリジン;4−メチルピリジン;2,4−ジメチルピリジン;ピロリジン、N−メチルピロリジン、トリアゾール;ベンゾトリアゾール;およびテトラゾールが挙げられる。 Cyclic nitrogen-containing compounds suitable for producing the reaction product can be used. Typical types of cyclic amine compounds include, but are not limited to, pyrrolidines, imidazoles, triazoles, tetrazole, benzimidazoles, benzotriazoles, piperazines, morpholines, piperazines, pyridines, etc. Examples thereof include oxazoles, benzoxazoles, pyrimidines, quinolines and isoquinolins. It will be appreciated by those skilled in the art that each type of cyclic amine compound comprises an unsubstituted cyclic amine as well as a substituted cyclic amine. By way of example, the types of imidazoles include imidazoles themselves, and various substituted imidazoles. Substituent cyclic amines are those in which one or more hydrogen atoms are halo, cyano, (C 1- C 4 ) alkyl, hydroxy (C 1- C 4 ) alkyl, aryl and aryl (C 1- C 4 ) alkyl. It means that it is replaced by one or more substituents such as. This aryl group may be substituted or unsubstituted. Typical substituents include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, butyl, phenyl, trill, xsilyl, benzyl and phenethyl. Preferred types of cyclic amine compounds include imidazoles and pyridines. Preferred cyclic amine compounds include imidazole; 4-methylimidazole; 4-phenylimidazole; 5-phenylimidazole; 4,5-dimethylimidazole; 2-phenylimidazole; 2-methylimidazole; 2-butyl-4-hydroxymethyl. Imidazole; 4,5-dicyanoimidazole; 2-ethylimidazole; 4-ethylimidazole; 2-isopropylimidazole; 4-hydroxymethylimidazole; 4-hydroxyethylimidazole; 4,5-dichloroimidazole; 2- (naphthylmethyl) imidazole 2-Ethyl-4-methylimidazole; benzimidazole; 2-hydroxybenzimidazole; 2-methylbenzimidazole; pyridine; 2,6-pyridinedimethanol; 3-pyridinepropanol; 2-methylpyridine; 4-methylpyridine; Included are 2,4-dimethylpyridine; pyrrolidine, N-methylpyrrolidin, triazole; benzotriazole; and tetrazole.

本発明において有用なアミン化合物は概して、シグマ−アルドリッチ(ミズーリ州、セントルイス)のような様々なソースから市販されており、または文献の方法から製造されうる。 Amine compounds useful in the present invention are generally commercially available from various sources such as Sigma-Aldrich (St. Louis, Missouri) or can be prepared by methods in the literature.

本反応生成物において使用されるエポキシド含有化合物は式(I)もしくは(II):

Figure 0006797166

(式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;ZはAr、R12OArOR12、(R13O)Ar(OR13、Cy、R12CyR12もしくは(R13O)Cy(OR13;r=1〜4;Ar=(C−C18)アリール;Cy=(C−C12)シクロアルキル;各R12は(C−C)アルキルを表し;各R13は(C−C)アルキレンオキシを表し;各a=1〜10;並びに、Aは(C−C12)シクロアルキルを表す)
の化合物である。好ましくは、ZはAr、R12OArOR12、(R13O)Ar(OR13、もしくはR12CyR12である。好ましくは、r=1〜3、より好ましくは1〜2である。各Ar基は場合によっては、1以上の水素を置換基、例えば、これに限定されないが、(C−C)アルキル、(C−C)アルコキシおよびハロゲンで置き換えることによって置換されることができる。Arは好ましくは(C−C15)アリールである。典型的なアリール基には、これに限定されないが、フェニル、メチルフェニル、ナフチル、ピリジニル、ビスフェニルメタン、および2,2−ビスフェニル−プロパンが挙げられる。Cyは好ましくは(C−C)シクロアルキルである。Aについての(C−C12)シクロアルキル基は、単環式、スピロ環式、縮合および/または二環式基であることができる。好ましくは、Aは(C−C10)シクロアルキル、より好ましくはシクロオクチルである。各R12は好ましくは(C−C)アルキル、より好ましくは(C−C)アルキルである。各R13は好ましくは(C−C)アルキレンオキシである。a=1〜8が好ましく、より好ましくは1〜6、さらにより好ましくは1〜4である。 The epoxide-containing compound used in this reaction product is of formula (I) or (II) :.
Figure 0006797166

(In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; Z is Ar, R 12 OArOR 12 , (R 13 O) a Ar (OR 13 ) a , Cy , R 12 CyR 12 or (R 13 O) a Cy (OR 13 ) a ; r = 1-4; Ar = (C 6- C 18 ) aryl; Cy = (C 5- C 12 ) cycloalkyl; each R 12 represents (C 1- C 8 ) alkyl; each R 13 represents (C 2- C 6 ) alkyleneoxy; each a = 1-10; and A represents (C 5- C 12 ) cycloalkyl. Represent)
It is a compound of. Preferably, Z is Ar, R 12 OArOR 12 , (R 13 O) a Ar (OR 13 ) a , or R 12 CyR 12 . Preferably, r = 1-3, more preferably 1-2. Each Ar group is optionally substituted by substituting one or more hydrogens with substituents such as, but not limited to, (C 1- C 4 ) alkyl, (C 1- C 4 ) alkoxy and halogen. be able to. Ar is preferably (C 6- C 15 ) aryl. Typical aryl groups include, but are not limited to, phenyl, methylphenyl, naphthyl, pyridinyl, bisphenylmethane, and 2,2-bisphenyl-propane. Cy is preferably (C 6 -C 8) cycloalkyl. The (C 5- C 12 ) cycloalkyl group for A can be monocyclic, spirocyclic, condensed and / or bicyclic. Preferably, A is (C 8- C 10 ) cycloalkyl, more preferably cyclooctyl. Each R 12 is preferably (C 1- C 6 ) alkyl, more preferably (C 1- C 4 ) alkyl. Each R 13 is preferably (C 2- C 4 ) alkyleneoxy. a = 1 to 8, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 4.

式(I)の典型的な反応生成物には、これに限定されないが、下記式Ia、Ib、IcおよびIdの化合物が挙げられる:

Figure 0006797166

式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;各RおよびRは独立してH、CHおよびOHから選択され;各R11は(C−C)アルキルもしくは(C−C)アルコキシを表し;b=0〜4;p=1〜6;並びにq=0または1である。YおよびYは好ましくは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択される。より好ましくは、YおよびYは両方ともHである。p=1〜4が好ましく、より好ましくは1〜3、さらにより好ましくは1〜2である。q=0の場合には環構造は5員炭素環式環であり、q=1の場合には環構造は6員炭素環式環である。式Idの典型的な化合物は、1,2−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、および1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、および好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルである。 Typical reaction products of formula (I) include, but are not limited to, compounds of formulas Ia, Ib, Ic and Id below:
Figure 0006797166

In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; each R 6 and R 7 are independently selected from H, CH 3 and OH; each R 11 is Represents (C 1- C 4 ) alkyl or (C 1- C 4 ) alkoxy; b = 0-4; p = 1-6; and q = 0 or 1. Y 1 and Y 2 are preferably independently selected from H and (C 1- C 2 ) alkyl. More preferably, both Y 1 and Y 2 are H. p = 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 to 2. When q = 0, the ring structure is a 5-membered carbocyclic ring, and when q = 1, the ring structure is a 6-membered carbocyclic ring. Typical compounds of formula Id are 1,2-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, and 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, and preferably 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether.

式(II)の典型的な反応生成物には、限定されないが、下記式IIa:

Figure 0006797166

の化合物が挙げられる。式IIの他の好ましい化合物には、ジシクロペンタジエンジオキシドおよび1,6−ジエポキシシクロデカンが挙げられる。 Typical reaction products of formula (II) are, but are not limited to, formula IIa:
Figure 0006797166

Compounds include. Other preferred compounds of formula II include dicyclopentadiene dioxide and 1,6-diepoxycyclodecane.

本発明において有用なエポキシド含有化合物は様々な市販のソース、例えば、シグマ−アルドリッチから得られることができ、または当該技術分野において知られている様々な文献的方法を用いて製造されうる。 Epoxide-containing compounds useful in the present invention can be obtained from a variety of commercially available sources, such as Sigma-Aldrich, or can be prepared using a variety of literature methods known in the art.

本発明の反応生成物は上述の1種以上アミン化合物と上述の1種以上のエポキシド含有化合物とを反応させることにより製造されうる。典型的には、所望の量のイミダゾールおよびエポキシ含有化合物が反応フラスコに入れられ、次いで、水が添加される。得られる混合物は、約75〜95℃で、4〜6時間加熱される。室温でのさらなる6〜12時間の攪拌の後で、得られた反応生成物は水で希釈される。この反応生成物はそのまま水溶液において使用されることができ、精製されることができ、または所望の場合には単離されることができる。 The reaction product of the present invention can be produced by reacting the above-mentioned one or more amine compounds with the above-mentioned one or more epoxide-containing compounds. Typically, the desired amount of imidazole and epoxy-containing compound is placed in the reaction flask, then water is added. The resulting mixture is heated at about 75-95 ° C. for 4-6 hours. After a further 6-12 hours of stirring at room temperature, the resulting reaction product is diluted with water. The reaction product can be used as is in aqueous solution, can be purified, or can be isolated if desired.

一般的には、本反応生成物は500〜10,000の数平均分子量(Mn)を有するが、他のMn値を有する反応生成物が使用されてもよい。このような反応生成物は1000〜50,000の範囲の重量平均分子量(Mw)値を有することができるが、他のMw値が使用されてもよい。典型的には、Mwは1000〜20,000である。ある実施形態においては、Mwは1500〜5000である。別の実施形態においては、Mwは5000〜15,000である。 Generally, the reaction product has a number average molecular weight (Mn) of 500 to 10,000, but reaction products having other Mn values may be used. Such reaction products can have a weight average molecular weight (Mw) value in the range of 1000 to 50,000, but other Mw values may be used. Typically, Mw is 1000-20,000. In certain embodiments, Mw is 1500-5000. In another embodiment, Mw is 5,000 to 15,000.

典型的には、1種以上のアミン化合物:1種以上のエポキシド含有化合物の比率は0.1:10〜10:0.1である。好ましくは、この比率は0.5:5〜5:0.5、より好ましくは0.5:1〜1:0.5である。本平滑化剤を製造するために、アミン化合物:エポキシド含有化合物の他の好適な比率が使用されても良い。 Typically, the ratio of one or more amine compounds: one or more epoxide-containing compounds is 0.1: 10 to 10: 0.1. Preferably, this ratio is 0.5: 5-5: 0.5, more preferably 0.5: 1-1: 0.5. Other suitable ratios of amine compounds: epoxide-containing compounds may be used to produce the present smoothing agent.

本発明の反応生成物は抑制剤として機能しうる機能性を有することもできることが当業者によって理解されるであろう。このような化合物は二重機能性であることができ、すなわち、それらは平滑化剤としてかつ抑制剤として機能することができる。 It will be appreciated by those skilled in the art that the reaction products of the present invention may also have functionality capable of acting as inhibitors. Such compounds can be dual functional, i.e. they can function as smoothing agents and inhibitors.

金属電気めっき浴に使用される反応生成物(平滑化剤)の量は、選択される具体的な平滑化剤、電気めっき浴中の金属イオンの濃度、使用される具体的な電解質、電解質の濃度および適用される電流密度に応じて決定されるであろう。一般的に、電気めっき浴中の平滑化剤の合計量は、めっき浴の全重量を基準にして、0.01ppm〜5000ppmであるが、それより多いもしくはそれより少ない量が使用されても良い。好ましくは、平滑化剤の合計量は0.5〜5000ppm、より好ましくは0.5〜1000ppm、さらにより好ましくは0.5〜100ppmである。 The amount of reaction product (smoothing agent) used in the metal electroplating bath depends on the specific smoothing agent selected, the concentration of metal ions in the electroplating bath, the specific electrolyte used, and the electrolyte. It will depend on the concentration and the current density applied. Generally, the total amount of smoothing agent in the electroplating bath is 0.01 ppm to 5000 ppm based on the total weight of the plating bath, but more or less may be used. .. Preferably, the total amount of smoothing agent is 0.5-5000 ppm, more preferably 0.5-1000 ppm, even more preferably 0.5-100 ppm.

本発明の平滑化剤は何らかの好適な分子量多分散度を有することができる。本平滑化剤は様々な分子量多分散度範囲にわたって機能する。 The smoothing agent of the present invention can have some suitable molecular weight polydispersity. The smoothing agent functions over various molecular weight polydispersity ranges.

本発明の電気めっき浴は典型的には水性である。他に特定されない限りは、成分の全ての濃度は水性系におけるものである。本発明における電気めっき浴として有用な特に好適な組成物は、可溶性銅塩、酸電解質、促進剤、抑制剤、ハライドイオン、並びに平滑化剤として上述した反応生成物を含む。より好ましくは、好適な組成物は、銅金属として10〜220g/Lの可溶性銅塩、5〜250g/Lの酸電解質、1〜50mg/Lの促進剤、1〜10,000ppmの抑制剤、10〜100ppmのハライドイオン、並びに0.25〜5000ppmの平滑化剤として上述した反応生成物を含む。 The electroplating bath of the present invention is typically water-based. Unless otherwise specified, all concentrations of the component are in an aqueous system. Particularly suitable compositions useful as electroplating baths in the present invention include soluble copper salts, acid electrolytes, accelerators, inhibitors, halide ions, and the reaction products described above as smoothing agents. More preferably, suitable compositions include a soluble copper salt of 10 to 220 g / L as a copper metal, an acid electrolyte of 5 to 250 g / L, an accelerator of 1 to 50 mg / L, an inhibitor of 1 to 10,000 ppm. It contains 10 to 100 ppm of halide ions and 0.25 to 5000 ppm of the reaction product described above as a smoothing agent.

本発明の電気めっき浴は、任意の順に成分を一緒にすることによって製造されうる。銅イオン源、水、電解質、および任意のハライドイオン源のような無機成分が最初に浴容器に入れられ、次いで、平滑化剤、促進剤、抑制剤および何らかの他の有機成分のような有機成分が添加される。 The electroplating bath of the present invention can be produced by combining the components in any order. Inorganic components such as copper ion sources, water, electrolytes, and any halide ion source are first placed in the bath vessel, then organic components such as smoothing agents, accelerators, inhibitors and some other organic components. Is added.

本電気めっき浴は場合によっては第二の平滑化剤を含むことができる。この第二の平滑化剤は本発明の別の平滑化剤であることができ、あるいは何らかの従来の平滑化剤であることができる。本平滑化剤と組み合わせて使用されうる好適な従来の平滑化剤には、限定されないが、米国特許第6,610,192号(ステップら)、第7,128,822号(ワンら)、第7,374,652号(ハヤシら)および第6,800,188号(ハギワラら)に開示されたものが挙げられる。平滑化能力、均一電着性およびノジュール低減をはじめとするめっき浴の特徴を調整するために、平滑化剤のこのような組み合わせが使用されうる。 The electroplating bath may optionally contain a second smoothing agent. This second smoothing agent can be another smoothing agent of the present invention, or it can be some conventional smoothing agent. Suitable conventional smoothing agents that can be used in combination with this smoothing agent are, but are not limited to, US Pat. Nos. 6,610,192 (Step et al.), 7,128,822 (Wan et al.), Examples include those disclosed in Nos. 7,374,652 (Hayashi et al.) And 6,800,188 (Hagiwara et al.). Such a combination of smoothing agents can be used to adjust the characteristics of the plating bath, including smoothing ability, uniform electrodeposition and nodule reduction.

本発明のめっき浴は10〜65℃、またはそれより高い温度で使用されうる。好ましくは、めっき浴の温度は10〜35℃、より好ましくは15〜30℃である。 The plating bath of the present invention can be used at a temperature of 10 to 65 ° C. or higher. Preferably, the temperature of the plating bath is 10 to 35 ° C, more preferably 15 to 30 ° C.

一般的に、本銅電気めっき浴は使用中に攪拌される。何らかの好適な攪拌方法が本発明について使用されることができ、このような方法は当該技術分野において周知である。好適な攪拌方法には、これに限定されないが、エアスパージング、ワークピース攪拌、および衝突が挙げられる。 Generally, the copper electroplating bath is agitated during use. Any suitable stirring method can be used for the present invention, such methods are well known in the art. Suitable agitation methods include, but are not limited to, air sparging, workpiece agitation, and collision.

典型的には、基体を本発明のめっき浴と接触させることにより基体が電気めっきされる。基体は典型的にはカソードとして機能する。めっき浴はアノードを収容し、アノードは可溶性または不溶性であり得る。電位は典型的にはカソードに印加される。基体上に所望の厚みを有する銅層を堆積させるのに、並びにブラインドバイアおよび/またはスルーホールを充填するのに充分な時間にわたって充分な電流密度が適用され、めっきが行われる。好適な電流密度には、これに限定されないが、0.05〜10A/dmの範囲が挙げられるが、より高いおよびより低い電流密度が使用されても良い。具体的な電流密度は、めっきされる基体および選択される平滑化剤に部分的に応じて決定される。このような電流密度の選択は当業者の能力の範囲内のことである。 Typically, the substrate is electroplated by contacting the substrate with the plating bath of the present invention. The substrate typically functions as a cathode. The plating bath houses the anode, which can be soluble or insoluble. The potential is typically applied to the cathode. Sufficient current densities are applied and plating is performed over a period of time sufficient to deposit a copper layer of the desired thickness on the substrate and to fill the blinds and / or through holes. Suitable current densities include, but are not limited to, the range of 0.05-10 A / dm 2 , but higher and lower current densities may be used. The specific current density is determined in part depending on the substrate to be plated and the smoothing agent selected. The choice of such current density is within the capacity of those skilled in the art.

本発明は、様々な基体、特に様々なサイズのアパーチャを有する基体上に銅層を堆積させるために有用である。よって、本発明は、銅でめっきされる基体と、上述の銅めっき浴とを接触させる工程;次いで、基体上に銅層を堆積させるのに充分な時間にわたって電流密度を適用する工程:を含む、基体上に銅層を堆積させる方法を提供する。例えば、本発明は、ブラインドバイアおよびスルーホールを有するプリント回路板上に銅を堆積させるのに特に好適である。 The present invention is useful for depositing copper layers on various substrates, especially those with apertures of various sizes. Thus, the present invention comprises contacting a copper-plated substrate with the copper plating bath described above; and then applying a current density over a time sufficient to deposit a copper layer on the substrate. , Provide a method of depositing a copper layer on a substrate. For example, the present invention is particularly suitable for depositing copper on printed circuit boards with blinds and through holes.

本発明に従って、金属堆積物内に空隙を実質的に形成することなく、アパーチャ内に銅が堆積される。「空隙を実質的に形成することなく」という用語は、めっきされたアパーチャの95%超が空隙を含まないことを意味する。めっきされたアパーチャが空隙を含まないことが好ましい。また、銅は、スルーホール内に、および高アスペクト比スルーホール内に、向上した均一電着性、表面分布および熱信頼性を伴って、均一に堆積される。 According to the present invention, copper is deposited in the aperture without substantially forming voids in the metal deposit. The term "without substantially forming voids" means that more than 95% of the plated apertures are void-free. It is preferable that the plated aperture contains no voids. Copper is also uniformly deposited in through-holes and in high-aspect ratio through-holes with improved uniform electrodeposition, surface distribution and thermal reliability.

プリント回路板製造に関連して本発明の方法が一般的に記載されたが、本質的に平滑もしくは平坦な銅堆積物および空隙を実質的に含まない充填されたアパーチャが望まれるあらゆる電解プロセスに、本発明が有用であり得ることが認識されるであろう。このようなプロセスには、半導体パッケージングおよび内部接続(interconnect)製造が挙げられる。 Although the methods of the invention have generally been described in connection with the production of printed circuit boards, for any electrolytic process in which an essentially smooth or flat copper deposit and a virtually free of void-filled aperture are desired. , It will be recognized that the present invention may be useful. Such processes include semiconductor packaging and interconnect manufacturing.

本発明の利点は実質的に平滑な銅堆積物がPCB上に得られることである。「実質的に平滑」な銅層とは、ステップ高さ、すなわち、非常に小さなアパーチャが密になった領域と、アパーチャを有しないかまたは実質的に有しない領域との間の差が、5μm未満であり、好ましくは1μm未満であることを意味する。PCBにおけるスルーホールおよび/またはブラインドバイアは実質的に空隙形成なしに実質的に充填される。さらに、このような銅堆積物は従来の銅めっきプロセスと比較してノジュール形成を低減させた。本発明のさらなる利点は、単一の基体内で広範囲のアパーチャおよびアパーチャサイズが、部分めっきを実質的に抑制することなく充填されうることである。よって、本発明は、プリント回路板におけるブラインドバイアおよび/またはスルーホールを充填するのに特に好適であり、このようなプラインドバイアおよびスルーホールは追加の欠陥を実質的に有しない。「追加の欠陥を実質的に有しない」とは、平滑化剤が、充填アパーチャにおける空隙のような欠陥の数もしくはサイズを、このような平滑化剤を含まない対照のめっき浴と比較して増大させないことをいう。本発明のさらなる利点は、不均一なサイズのアパーチャを有するPCB上に実質的に平坦な銅層が堆積されうることである。「不均一なサイズのアパーチャ」とは、同じPCBにおける様々なサイズを有するアパーチャをいう。 The advantage of the present invention is that a substantially smooth copper deposit is obtained on the PCB. A "substantially smooth" copper layer is a step height, i.e., a difference of 5 μm between a region with densely packed very small apertures and a region with or without apertures. It means that it is less than, preferably less than 1 μm. Through holes and / or blinds in the PCB are substantially filled with virtually no voiding. In addition, such copper deposits reduced nodule formation compared to conventional copper plating processes. A further advantage of the present invention is that a wide range of apertures and aperture sizes can be packed within a single substrate without substantially suppressing partial plating. Therefore, the present invention is particularly suitable for filling blinds and / or through-holes in printed circuit boards, such planed advisors and through-holes having substantially no additional defects. "Substantially free of additional defects" means that the smoothing agent compares the number or size of void-like defects in the filling aperture with a control plating bath that does not contain such a smoothing agent. It means not to increase. A further advantage of the present invention is that a substantially flat copper layer can be deposited on a PCB with non-uniformly sized apertures. "Aperture of non-uniform size" refers to apertures of various sizes in the same PCB.

均一電着性は、PCBサンプルの表面においてめっきされた金属の平均厚みに対する、スルーホールの中央においてめっきされた金属の平均厚みの比率として定義され、パーセンテージで報告される。均一電着性が高くなると、めっき浴がより良好にスルーホールを充填できる。本発明の銅めっき浴は70%以上、好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上の均一電着性を有する。本発明の銅めっき浴は、従来の銅めっき浴と比較して、銅めっきされた基体上での低減されたノジュール形成も示す。好ましくは、本銅めっき浴は15ノジュール以下/95cm表面積、より好ましくは、10ノジュール以下/95cm、さらにより好ましくは8ノジュール以下/95cmを有する銅堆積物を提供する。均一電着性、形成されるノジュールの量およびクラッキングパーセンテージは全て実施例7に記載されるように決定される。 Uniform electrodeposition is defined as the ratio of the average thickness of the metal plated in the center of the through hole to the average thickness of the metal plated on the surface of the PCB sample and is reported as a percentage. The higher the uniform electrodeposition, the better the plating bath can fill the through holes. The copper plating bath of the present invention has a uniform electrodeposition property of 70% or more, preferably 75% or more, more preferably 80% or more. The copper-plated bath of the present invention also exhibits reduced nodule formation on copper-plated substrates as compared to conventional copper-plated baths. Preferably, the copper plating bath provides a copper deposit having 15 nodules or less / 95 cm 2 surface area, more preferably 10 nodules or less / 95 cm 2 , and even more preferably 8 nodules or less / 95 cm 2 . Uniform electrodeposition, the amount of nodules formed and the cracking percentage are all determined as described in Example 7.

実施例1
レゾルシノールジグリシジルエーテル(94.5mmol)、150mmolのイミダゾールおよび10mLのジエチレングリコールが室温で、加熱浴にセットされた丸底反応フラスコに入れられた。次いで、40mLのDI水がこのフラスコに添加された。加熱浴の温度を98℃に設定した。最初に形成された白色懸濁物は、反応温度が上昇するにつれて徐々に溶解し、透明な琥珀色の溶液になった。この反応混合物は5時間加熱され、室温でさらに8時間攪拌を続けた。この反応生成物(反応生成物1)はさらに精製することなく使用された。この反応生成物についての特徴データは以下の表1に示される。この生成物の実際のストック溶液は溶媒として水を使用して調製された。
Example 1
Resorcinol diglycidyl ether (94.5 mmol), 150 mmol imidazole and 10 mL diethylene glycol were placed in a round bottom reaction flask set in a heating bath at room temperature. 40 mL of DI water was then added to the flask. The temperature of the heating bath was set to 98 ° C. The initially formed white suspension gradually dissolved as the reaction temperature increased, resulting in a clear amber solution. The reaction mixture was heated for 5 hours and stirred at room temperature for an additional 8 hours. This reaction product (reaction product 1) was used without further purification. Feature data for this reaction product is shown in Table 1 below. The actual stock solution of this product was prepared using water as the solvent.

実施例2
2,4−ジメチルイミダゾール(100mmol)、56.7mmolの1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテルおよび6.3mLのレゾルシノールジグリシジルエーテルが室温で、加熱浴にセットされた丸底反応フラスコに入れられた。次いで、15mLのDI水がこのフラスコに添加された。加熱浴の温度を95℃に設定した。反応混合物は6時間加熱され、室温でさらに8時間攪拌を続けた。この反応生成物化(琥珀色)(反応生成物9)はさらに精製することなく使用された。この反応生成物についての特徴データは以下の表1に示される。この生成物の実際のストック溶液は溶媒としてDI水を使用して調製された。
Example 2
2,4-Dimethylimidazole (100 mmol), 56.7 mmol of 1,4-butanediol diglycidyl ether and 6.3 mL of resorcinol diglycidyl ether were placed in a round bottom reaction flask set in a heating bath at room temperature. .. Then 15 mL of DI water was added to the flask. The temperature of the heating bath was set to 95 ° C. The reaction mixture was heated for 6 hours and stirred at room temperature for an additional 8 hours. This reaction product formation (amber) (reaction product 9) was used without further purification. Feature data for this reaction product is shown in Table 1 below. The actual stock solution of this product was prepared using DI water as the solvent.

実施例3
反応生成物2〜8は実施例1または2の手順に従って製造された。成分のモル比および反応生成物の特徴データが表1に示される。反応生成物のUV−吸収がアジレント(Agilent)8453分光光度計を用いて水中で測定され、そしてλmax(nm)は以下の表に報告される。
Example 3
Reaction products 2-8 were produced according to the procedure of Example 1 or 2. The molar ratios of the components and the characteristic data of the reaction products are shown in Table 1. UV-absorption of the reaction product is measured in water using an Agilent 8453 spectrophotometer, and λ max (nm) is reported in the table below.

Figure 0006797166
Figure 0006797166

実施例4
表2における反応生成物は実施例1または2の手順に従って製造されると予想される。以下の略語が表2において使用される:t−Bu=ターシャリーブチル;Pr=プロピル;Me=メチル;Et=エチル;およびPh=フェニル。
Example 4
The reaction products in Table 2 are expected to be produced according to the procedure of Example 1 or 2. The following abbreviations are used in Table 2: t-Bu = tertiary butyl; Pr = propyl; Me = methyl; Et = ethyl; and Ph = phenyl.

例5
イミダゾールをアミン化合物として、およびエピクロロヒドリンをエポキシ含有化合物として、1:2のモル比で使用して、実施例1の手順に概して従って、従来の平滑化剤である比較反応生成物C−1が製造された。
Example 5
Using imidazole as an amine compound and epichlorohydrin as an epoxy-containing compound in a molar ratio of 1: 2, the comparative reaction product C-, which is a conventional smoothing agent, generally follows the procedure of Example 1. 1 was manufactured.

実施例6
75g/L銅(硫酸銅五水和物として)、240g/Lの硫酸、60ppmのクロリドイオン、1〜3ppmの促進剤および1.5g/Lの抑制剤を一緒にすることにより様々な銅めっき浴が製造された。促進剤は、スルホン酸基および1000未満の分子量を有するジスルフィド化合物であった。抑制剤は、5,000未満の分子量および1つの末端エーテル基を有するEO/POコポリマーであった。各めっき浴は、例1、2、3もしくは5からの反応生成物も表3に報告される様な量で含んでいた。各めっき浴に使用された促進剤(ACC.)の具体的な量も表3に報告される。
Example 6
Various copper plating by combining 75 g / L copper (as copper sulphate pentahydrate), 240 g / L sulfuric acid, 60 ppm chloride ion, 1-3 ppm accelerator and 1.5 g / L inhibitor The bath was manufactured. The accelerator was a disulfide compound with a sulfonic acid group and a molecular weight of less than 1000. The inhibitor was an EO / PO copolymer having a molecular weight of less than 5,000 and one terminal ether group. Each plating bath also contained reaction products from Examples 1, 2, 3 or 5 in amounts as reported in Table 3. The specific amounts of accelerator (ACC.) Used in each plating bath are also reported in Table 3.

Figure 0006797166
Figure 0006797166

実施例7
スルーホールを有する両面FR4 PCB(5×9.5cm)のサンプル(厚み3.2mmまたは1.6mmのいずれか)が、実施例6に従った銅めっき浴を使用するハーリングセル内でめっきされた。3.2mm厚のサンプルは直径0.3mmのスルーホールを有しており、1.6mm厚のサンプルは直径0.25mmのスルーホールを有していた。それぞれの浴の温度は25℃であった。2.16A/dm(20A/ft)または3.24A/dm(30A/ft)の電流密度がそれぞれの浴に80分間にわたって適用された。銅めっきされたサンプルは分析されて、以下の方法に従って、めっき浴の均一電着性(TP)、ノジュール形成、およびクラッキングパーセントを決定した。結果が表3に報告される。
Example 7
A sample (either 3.2 mm or 1.6 mm thick) of a double-sided FR4 PCB (5 x 9.5 cm) with through holes was plated in a hurling cell using a copper plating bath according to Example 6. .. The 3.2 mm thick sample had a through hole with a diameter of 0.3 mm, and the 1.6 mm thick sample had a through hole with a diameter of 0.25 mm. The temperature of each bath was 25 ° C. A current density of 2.16 A / dm 2 (20 A / ft 2 ) or 3.24 A / dm 2 (30 A / ft 2 ) was applied to each bath over 80 minutes. Copper-plated samples were analyzed to determine the uniform electrodeposition (TP), nodule formation, and cracking percentage of the plating bath according to the following methods. The results are reported in Table 3.

均一電着性は、PCBサンプルの表面におけるめっきされた金属の平均厚みに対する、スルーホールの中央にめっきされた金属の平均厚みの比率を決定することによって計算され、パーセンテージとして表3に報告される。 Uniform electrodeposition is calculated by determining the ratio of the average thickness of the metal plated in the center of the through hole to the average thickness of the plated metal on the surface of the PCB sample and is reported as a percentage in Table 3. ..

ノジュール形成は、目視検査により、およびレディントン触覚試験(Reddington Tactile Test;RTT)を用いることにより決定された。目視検査はノジュールの存在を示し、一方で、ノジュールの数を決定するためにRTTが使用された。RTTは人の指を使用して、めっきされた表面の所定の領域のノジュールの数を感じ取り、この所定の領域は、この実施例においては、PCBサンプルの両面であった(合計面積95cm)。 Nodule formation was determined by visual inspection and by using the Reddington Tactile Test (RTT). Visual inspection showed the presence of nodules, while RTT was used to determine the number of nodules. The RTT used a human finger to sense the number of nodules in a given area of the plated surface, which in this example was both sides of the PCB sample (total area 95 cm 2 ). ..

産業界の標準的手順であるIPC−TM−650−2.6.8 熱応力、めっきされたスルーホール(Thermal Stress,Plated−Through Holes)IPC(米国、イリノイ州、ノースブルック)により出版、2004年5月、改訂Eに従って、クラッキングの量(表3においてパーセンテージとして報告される)が決定された。 IPC-TM-650-2.6.8 Thermal Stress, Plated-Through Holes IPC (Northbrook, Illinois, USA), a standard procedure in the industry, published in 2004. In May of the year, the amount of cracking (reported as a percentage in Table 3) was determined according to revision E.

データから認められうるように、本発明の平滑化剤は、従来の平滑化剤(C−1)と比較して、ノジュール形成を非常に低減させ、そして非常に良好な均一電着性も示す。 As can be seen from the data, the smoothing agents of the present invention significantly reduce nodule formation and also exhibit very good uniform electrodeposition as compared to conventional smoothing agents (C-1). ..

Figure 0006797166
Figure 0006797166

Claims (7)

銅イオン源
電解質;並びに、
平滑化剤として1種以上の窒素含有化合物と、式(Ia)、(Id)もしくは(II)の1種以上のエポキシド含有化合物および任意に式(Io)のエポキシド含有化合物との、付加反応生成物であって、
Figure 0006797166
(式中、YおよびYは独立してHおよび(C−C)アルキルから選択され;各RおよびRは独立してH、CHおよびOHから選択され;各R11は(C−C)アルキルもしくは(C−C)アルコキシを表し;b=0〜4;p=1〜6;並びにq=0または1であり;並びに、Aは(C−C12)シクロアルキルを表す)
前記窒素含有化合物がイミダゾール;2−フェニルイミダゾール;2−メチルイミダゾール;4,5−ジシアノイミダゾール;2−エチルイミダゾール;2−イソプロピルイミダゾール;4,5−ジクロロイミダゾール;2−(ナフチルメチル)イミダゾール;ベンズイミダゾール;ピリジン;2,6−ピリジンジメタノール;3−ピリジンプロパノール;2−メチルピリジン;4−メチルピリジン;2,4−ジメチルピリジン;トリアゾール;ベンゾトリアゾール;およびテトラゾールから選択され、ここで前記4,5−ジシアノイミダゾール、4,5−ジクロロイミダゾール、ピリジン、2,6−ピリジンジメタノール、3−ピリジンプロパノール、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2,4−ジメチルピリジン、トリアゾール、ベンゾトリアゾールおよびテトラゾールの環上の1以上の水素原子は、ハロ、シアノ、(C−C)アルキル、ヒドロキシ(C−C)アルキル、アリールおよびアリール(C−C)アルキルからなる群から選択される1以上の置換基によって置き換えられていてもよい、付加反応生成物;
含む銅電気めっき浴。
Copper ion source ;
Electrolytes ;
Addition reaction generation of one or more nitrogen-containing compounds as smoothing agents, one or more epoxide-containing compounds of formula (Ia), (Id) or (II) and optionally epoxide-containing compounds of formula (Io). It ’s a thing,
Figure 0006797166
(In the formula, Y 1 and Y 2 are independently selected from H and (C 1- C 4 ) alkyl; each R 6 and R 7 are independently selected from H, CH 3 and OH; each R 11 Represents (C 1- C 4 ) alkyl or (C 1- C 4 ) alkoxy; b = 0-4; p = 1-6; and q = 0 or 1; and A is (C 5 − C 12 ) Represents cycloalkyl)
The nitrogen-containing compound is imidazole; 2-phenylimidazole; 2-methylimidazole; 4,5-dicyanoimidazole; 2-ethylimidazole; 2-isopropylimidazole; 4,5-dichloroimidazole; 2- (naphthylmethyl) imidazole; benz. It is selected from imidazole; pyridine; 2,6-pyridinedimethanol; 3-pyridinepropanol; 2-methylpyridine; 4-methylpyridine; 2,4-dimethylpyridine; triazole; benzotriazole; and tetrazole, wherein the 4, 5-Dicyanoimidazole, 4,5-dichloroimidazole, pyridine, 2,6-pyridinedimethanol, 3-pyridinepropanol, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2,4-dimethylpyridine, triazole, benzotriazole and tetrazole one or more hydrogen atoms on the ring of the selected halo, cyano, (C 1 -C 4) alkyl, hydroxy (C 1 -C 4) alkyl, aryl and aryl (C 1 -C 4) group consisting of alkyl Addition reaction product, which may be replaced by one or more substituents .
Copper electroplating bath containing.
銅イオン源;Copper ion source;
電解質;並びに、Electrolytes;
平滑化剤として1種以上の窒素含有化合物と、式(Ia)、(Id)もしくは(II)の1種以上のエポキシド含有化合物および任意に式(Io)のエポキシド含有化合物との、付加反応生成物であって、Addition reaction generation of one or more nitrogen-containing compounds as smoothing agents, one or more epoxide-containing compounds of formula (Ia), (Id) or (II) and optionally epoxide-containing compounds of formula (Io). It ’s a thing,
Figure 0006797166
Figure 0006797166
(式中、Y(In the formula, Y 1 およびYAnd Y 2 は独立してHおよび(CIndependently H and (C 1 −C-C 4 )アルキルから選択され;各R) Selected from alkyl; each R 6 およびRAnd R 7 は独立してH、CHH, CH independently 3 およびOHから選択され;各RAnd OH; each R 1111 は(CIs (C 1 −C-C 4 )アルキルもしくは(C) Alkyl or (C 1 −C-C 4 )アルコキシを表し;b=0〜4;p=1〜6;並びにq=0または1であり;並びに、Aは(C) Alkoxy; b = 0-4; p = 1-6; and q = 0 or 1; and A is (C) 5 −C-C 1212 )シクロアルキルを表す)) Represents cycloalkyl)
前記窒素含有化合物がイミダゾール;2−フェニルイミダゾール;2−メチルイミダゾール;4,5−ジシアノイミダゾール;2−エチルイミダゾール;2−イソプロピルイミダゾール;4,5−ジクロロイミダゾール;2−(ナフチルメチル)イミダゾール;ベンズイミダゾール;ピリジン;2,6−ピリジンジメタノール;3−ピリジンプロパノール;2−メチルピリジン;4−メチルピリジン;2,4−ジメチルピリジン;トリアゾール;ベンゾトリアゾール;およびテトラゾールから選択さる、付加反応生成物; The nitrogen-containing compound is imidazole; 2-phenylimidazole; 2-methylimidazole; 4,5-dicyanoimidazole; 2-ethylimidazole; 2-isopropylimidazole; 4,5-dichloroimidazole; 2- (naphthylmethyl) imidazole; benz. Addition reaction product, selected from imidazole; pyridine; 2,6-pyridinedimethanol; 3-pyridinepropanol; 2-methylpyridine; 4-methylpyridine; 2,4-dimethylpyridine; triazole; benzotriazole; and tetrazole.
を含む銅電気めっき浴。Copper electroplating bath including.
付加反応生成物の数平均分子量が500〜10,000である、請求項1または2に記載の銅電気めっき浴。 The copper electroplating bath according to claim 1 or 2 , wherein the addition reaction product has a number average molecular weight of 500 to 10,000. 第二の平滑化剤をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の銅電気めっき浴。 The copper electroplating bath according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a second smoothing agent. 請求項1〜のいずれか一項に記載の銅電気めっき浴とめっきされる基体とを接触させ;並びに、基体上に銅層を堆積させるのに充分な時間にわたって電流密度を適用する;ことを含む、基体上に銅を堆積する方法。 The copper electroplating bath according to any one of claims 1 to 4 is brought into contact with the substrate to be plated; and the current density is applied for a time sufficient to deposit a copper layer on the substrate; A method of depositing copper on a substrate, including. 基体がプリント回路板である請求項に記載の方法。 The method according to claim 5 , wherein the substrate is a printed circuit board. プリント回路板がスルーホールを含む請求項に記載の方法。 The method according to claim 6 , wherein the printed circuit board includes through holes.
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